Faktor-faktor kualitas air

KADAR AIR

Air : - bukan sebagai gizi

- sangat esensial dalam kelangsungan proses biokimiawi

Air dalam bahan makanan :

 _{Air bebas : terdapat dalam ruang antar sel dan}

inter-granular dan pori-pori pada bahan.

 _{Air yang terikat secara lemah:}

 terserap (teradsobsi) pada permukaan koloid makro

molekuler: seperti protein, pektin, pati, selulosa

 terdispersi diantara koloid tersebut  merupakan pelarut zat-zat dalam sel  mempunyai sifat air bebas

 dapat dikristalkan pada proses pembekuan

 Ikatan antara air dengan koloid berupa ikatan H

 _{Air yang terikat kuat : membentuk hidrat, ikatan}

bersifat ionik, sukar dihilangkan/diuapkan, tidak membeku pada 0o_F

Faktor-faktor kualitas air

Sifat fisik: warna, bau, rasa, kekeruhan

Sifat kimiawi: padatan dan gas terlarut, pH, kesadahan

Kandungan mikrobia: alga, bakteri patogen, bakteri bukan patogen

Asal air Bahan

organik mikrobiaJumlah Mineral

Permukaan dapat tinggi dapat tinggi rendah

Sumur dapat tinggi dapat tinggi biasanya rendah Artesis rendah rendah tinggi

Perbedaan kandungan bahan organik, jumlah mikrobia dan mineral pada berbagai sumber air

Aktivitas air (A_w)

ERH

A_w =  100

A_w = aktivitas air

ERH = kelembaban relatif seimbang

Hukum Rault

M_w

A_w =  M_w +M_s

A_w = aktivitas air

M_w = jumlah mol air

Penentuan Kadar Air :

 _{Metode pengeringan (thermogravimetri)}  _{Metode destilasi (thermovolumetri)}

 _{Metode khemis}  _{Metode fisis}

 _{Metode khusus : kromatografi NMR}

1. Thermogravimetri

 Prinsip :

menguapkan air yang ada dalam bahan dengan pemanasan kemudian menimbang bahan

sampai berat konstan.



_{mudah dan murah}

Pengurangan berat = jumlah air dalam bahan

sampel : 1 – 2 g

Alat : botol timbang, oven, eksikator, timbangan

 Kadar air dalam berat basah (wb = wet basis) a - b

ka =  x 100% a

k a = kadar air (% wb)

a = berat sampel sebelum pengeringan b = berat sampel sesudah pengeringan

 _{Kadar air dalam berat kering (db = dry basis)}

berat air

k.a =  x 100% berat bahan kering

Kelemahan :

1. Bahan selain air ikut hilang : alkohol,

asam asetat, minyak atsiri.

2. Dapat terjadi reaksi selama pemanasan

yang menghasilkan air/zat mudah

menguap yang lain.

gula : dekomposisi, karamelisasi

lemak : oksidasi

3. Bahan yang mengandung bahan yang

dapat mengikat air secara kuat sukar

melepaskan airnya meskipun

 _{Untuk mempercepat penguapan air dan}

mencegah reaksi lain  dilakukan pemanasan

dengan suhu rendah, tekanan vakum.

 _{bahan kering (higroskopis)  ditempatkan dalam}

ruang tertutup yang kering (misal:

desikator/eksikator) yang telah diberi bahan penyerap air (kapur aktif; H₂SO₄; silika gel;

Al(OH)₃; KCl; KOH; K₂SO₄; barium oksida/BaO)

 _{Untuk mengetahui kejenuhan silika gel :}

2. Thermovolumetri

 _{Prinsip :}

menguapkan air dengan zat-zat “pembawa” cairan kimia yang mempunyai td > air dan tidak bercampur dengan air dan mempunyai BJ < BJ air (toluen,

xylen, benzen, tetrakhloretilen, xylol)

 _{Baik untuk menentukan k.air zat yang kandungan}

airnya kecil

 _{Oksidasi senyawa lipid dan dekomposisi senyawa}

gula dapat dihindari

 _{Bahan yang mengandung gula/protein tinggi sering}

di asbes (serbuk)  mencegah superheating

 _{Untuk memperluas kontak dengan cairan kimia dan}

memperlancar destilasi pada bahan  + tanah

2. Thermovolumetri

 _{Cara :}

 Sampel (mengandung air ± 2 – 5 ml) ditambah

75 – 100 ml zat kimia.

 Panaskan sampai mendidih _ menguap

 Uap air dan zat kimia diembunkan _ tampung  Volume air dapat langsung diketahui

 _{Alat penampung = tabung stark Dean}

3. Metode kimiawi

a. Cara titrasi Karl Fischer (1935)

 Menitrasi sampel dengan larutan iodin dalam

metanol

 Reagen lain : Sulfur dioksida dan piridin

Metanol dan piridin  melarutkan Iodin dan sulfur

dioksida agar reaksi dengan air lebih baik, mengikat H₂SO₄ yang terbentuk. sehingga akhir titrasi dapat lebih jelas dan tepat

 _{Selama ada air dalam bahan  iodin bereaksi}

Saat air habis  iodin akan bebas (warna

kuning coklat): titrasi dihentikan

Untuk memperjelas pewarnaan: dapat ditambahkan metilen biru  akhir titrasi berwarna

Cara titrasi Karl Fischer (1935)

Reaksi :

I₂ + SO₂ + 2 C₆H₅N  C₆H₅N.I₂ + C₆H₅N.SO₂

C₆H₅N.I₂ + C₆H₅N.SO₂ + C₆H₅N + H₂O  2(C₆H₅N.HI) + C₆H₅N.SO₃

C₆H₅N.SO₃ + CH₃OH  C₆H₅N(H)SO₄CH₃

I₂ + metilen biru  hijau

 _{Titrasi dilakukan dalam kondisi bebas pengaruh}

kelembaban (ruang tertutup)

 _{dipakai untuk penentuan kadar air : alkohol,}

ester-ester, senyawa lipida, lilin, pati, tepung gula, madu dan bahan makanan yang

b. Cara Calsium Karbid

Dasar : CaC₂ + H₂O ←→ CaO + C₂H₂ ↓ diukur Cara pengukuran gas C₂H₂:

 _{Menimbang campuran sebelum dan sesudah}

reaksi. Kehilangan bobot = berat asetilen

 Mengumpulkan gas C₂H₂ yang terbentuk  ukur

volume  dianggap gas ideal

 Mengukur tekanan gas C₂H₂ yang terbentuk

 Dengan menangkap gas C₂H₂ dengan larutan Cu  tembaga asetilen : Gravimetri

Volumetri Kolorimetri

 _{untuk analisa = tepung, sabun, kulit, biji panili,}

c. Cara Asetil Khlorida



_{Dasar :}

Reaksi asetilklorida + air



asam



titrasi

dengan basa

CH

₃

COCl larutkan dalam toluol dan

dispersikan dalam piridin

H

₂

O + CH

₃

COCl



CH

₃

COOH + HCl

Untuk : bahan minyak, mentega, margarin,

rempah-rempah dan bahan-bahan yang

4. Metode Fisis



_{Berdasar tetapan dielektrikum}



_{Perlu kurva standar}

_

_{hubungan antara}

kadar air dan tetapan dielektrikum



_{Berdasar daya hantar listrik/resitensi}



_{Alat : moisture meter}



_{Berdasar resonasi nuklir magnetik}

(Nuclear magnetic Number)



_{Dasar : sifat-sifat magnetik dari inti atom}

ANALISA ABU DAN MINERAL

Abu : Zat organik sisa hasil pembakaran suatu bahan organik.

Kadar abu berhubungan dengan mineral suatu bahan. Mineral dalam suatu bahan :

 _{Garam organik : garam-garam asam mallat, oksalat,}

asetat, pektat.

 _{Garam anorganik : garam fosfat, karbonat, khlorida,}

sulfat, intrat.

 _{Senyawa kompleks yang bersifat organis}

Komponen mineral dalam suatu bahan :

─ _{Ca, P, Fe, Na, K, Mg, S, Co, Zn.}

Penentuan konsentituen mineral :

 _{Penentuan abu (total, larut dan tidak larut)}  _{Penentuan individu komponen  AAS}

Kegunaan analisa kadar abu

:- _{Menentukan baik tidaknya suatu proses pengolahan.}  _{Mengetahui jenis bahan yang digunakan}

Penentuan kadar abu secara langsung (Cara kering)

Oksidasi semua zat organik pada suhu tinggi (500–600o_C)

 penimbangan zat yang tertinggal setelah proses

pembakaran.

Bahan berkadar air tinggi  harus dikeringkan dulu.

Bahan yang mengandung banyak zat mudah menguap dan berlemak  pengabuan mula-mula dengan suhu rendah

sampai asam hilang.

Bahan yang membentuk buih  dikeringkan dulu dalam

oven dan ditambah zat anti buih (olive, parafin). Wadah : krus (porselin, silika, quarts, nikel, platina) Krus porselin : banyak dipakai

 murah

 berat konstan cepat dicapai

 mudah pecah

Krus porselin berlapis silika  asam karena terjadi

Krus dari gelas vycor  900oC, tahan asam dan

beberapa bahan kimia kecuali basa. Bahan basis  krus platina

Suhu pengabuan

 tergantung komponen yang ada, beberapa bahan

menguap/terdekomposisi pada t tinggi. K₂CO₃ – 700oC

CaCO₃ – 600 – 650oC

MgCO₃ – 300 – 400o_C

 Ketiganya bersama  membentuk senyawa

Cara mempercepat pengabuan :

1. Mencampur bahan dengan pasir kwarsa

murni (bebas abu)



untuk memperluas

permukaan.

2. Menambahkan campuran gliserol-alkohol

ke dalam sampel sebelum pengabuan



terbentuk kerak poreus



oksidasi lebih

cepat.

3. Menambah H2O2 pada sampel untuk

membantu proses oksidasi bahan.

Pengabuan dilakukan dengan mulfle sampai

diperoleh abu berwarna putih keabu-abuan

(ada abu yang tidak berwarna putih tetapi

kehijauan, kemerah-merahan).

Waktu : 2 – 8 jam



berat konstan dengan

selang waktu pengabuan 30’.

Pengabuan secara tidak langsung (Cara basah)

 _{Terutama untuk digesti sampel untuk penentuan}

trace elemen dan logam-logam beracun.

 _{Prinsip : memberikan bahan kimia tertentu ke}

dalam bahan sebagai pengabuan, seperti :

 H₂SO₄ : oksidator kuat

 Campuran H₂SO₄ dan K₂SO₄  menaikan titik

didih

 Campuran H₂SO₄ dan HNO₃

• oksidator kuat

• pengabuan = 350oC

 Asam perklorat dan HNO₃

• untuk bahan yang sangat sulit teroksidasi • explosif

Penentuan abu tidak larut asam



_{Campur bahan dengan HCl 10%}



_{aduk, panaskan, saring dg kertas Whatman}

no.52



_{residu = abu tidak larut asam}



_{Jika abu banyak}

_

_{akibat pencucian bahan}

tidak sempurna ataukontaminasi tanah

Penentuan abu larut air



_{Melarutkan abu dengan akuades}

_

_saring



filtrat dikeringkan



timbang residunya



_{untuk index kandungan buah dalam jelly}

Alkalinitas abu



untuk uji asal bahan



_{abu dari sayuran dan buah-buahan:}

bereaksi alkalis